一种室温固化胶粘剂的固化收缩率实验测量方法

本发明属于机械连接及胶接，特别是涉及一种室温固化胶粘剂的固化收缩率实验测量方法。

背景技术：

1、室温固化胶粘剂广泛应用于精密光学仪表的胶接装配过程中。胶粘剂的固化收缩率是胶接装配力仿真所需的关键参数之一。目前胶粘剂固化收缩率的测量方法主要通过比重瓶、dma、tma等材料试验方法得出。其中，比重瓶法需要将胶粘剂试样置于液体环境中固化，固化环境与室温固化胶粘剂使用过程中具有一定湿度的室温空气环境不同，因此固化收缩率的测量结果也存在差异。dma和tma等实验设备主要适用于可以快速固化的胶粘剂的固化收缩率测量，对于室温固化的胶粘剂，固化过程时长往往需要2-7天，而在上述设备上难以开展如此长期的持续测试。因此，需要提出一种适用于室温固化胶粘剂的固化收缩率测量方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种室温固化胶粘剂的固化收缩率实验测量方法。

2、本发明解决室温固化胶粘剂的固化收缩率测量问题所采用的技术方案是：

3、一种室温固化胶粘剂的固化收缩率实验测量方法，包括以下步骤：

4、第一步，向空心圆环(1)的中心柱体空间中注满胶粘剂，处理胶粘剂上下端面至与圆环上下端面恰好平齐，形成胶柱(2)，空心圆环高度记作h，内径记作r，所述胶柱(2)固化前的体积记作v1，v1计算公式如下：

5、v1＝πhr2

6、第二步，将所述空心圆环(1)和胶柱(2)组成的实验接件在室温放置，至胶粘剂完全固化；

7、第三步，采用表面形貌测量设备，测量所述胶柱(2)固化后上下端面几何形貌的点云数据，上端面形貌的点云集记作points1，下端面形貌的点云集记作points2；

8、第四步，计算所述胶柱(2)固化后的体积v2；

9、第五步，计算所述胶粘剂的固化收缩率s，计算公式如下

10、s＝(1-v2/v1)×100％

11、优选地，体积v2计算方法如下：

12、第一步，采用三维建模软件，构建所述胶柱(2)固化前的三维模型；

13、第二步，根据所述胶柱(2)固化完毕后所述上、下表面形貌的点云集points1和points2，采用nurbs曲面插值重构技术，获得所述点云集points1构成的曲面surf1(r,θ,z)、所述点云集points2构成的曲面surf2(r,θ,z)；

14、第三步，在三维建模软件中，对所述曲面surf1(r,θ,z)、surf2(r,θ,z)和所述胶柱(2)固化前的三维模型进行拓扑运算，用所述曲面surf1(r,θ,z)和所述surf2(r,θ,z)替换所述胶体(2)固化前的三维模型的上、下圆形端面，建立所述胶柱(2)固化后的三维模型；

15、第四步，三维建模软件计算并输出所述胶柱(2)固化后的三维模型的体积v2。

16、优选地，所述表面形貌测量设备可以是非接触式三次元测量仪器。

17、优选地，所述空心圆环(1)的高度h和内径r尺寸可调，可根据实际胶接装配需求进行更改。

18、优选地，所述空心圆环(1)的材料根据实际装配过程被粘接件材料设定。

19、优选地，所述空心圆环(1)和所述胶柱(2)组成的实验样件的数量可以增加为n个，增大n值可以增加固化收缩率的实验测量精度，对于n个实验样件，采用上述方法依次计算固化收缩率，用所有实验样件固化收缩率测量的平均值作为所述胶粘剂最终的固化收缩率s

20、

21、其中，n为总实验样件的数量，v1(i)和v2(i)为第i个实验样件固化前、后的体积。

22、本发明的有益效果：本发明实现了室温固化胶粘剂的固化收缩率测量，测试方法简单，并可适用于不同种类、不同尺寸的胶粘剂固化收缩率测量，可广泛适用于精密仪表中室温固化胶粘剂的固化装配力研究。

技术特征：

1.一种室温固化胶粘剂的固化收缩率实验测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的固化收缩率实验测量方法，其特征在于，体积v2计算方法如下：

3.如权利要求1所述的固化收缩率实验测量方法，所述表面形貌测量设备可以是非接触式三次元测量仪器。

4.如权利要求1所述的固化收缩率实验测量方法，所述空心圆环(1)的高度h和内径r等尺寸参数可根据实际胶接装配需求配置。

5.如权利要求1所述的固化收缩率实验测量方法，所述空心圆环(1)的材料可根据实际被粘接件材料进行配置。

6.如权利要求1所述的固化收缩率实验测量方法，所述空心圆环(1)和所述胶柱(2)组成的实验样件数量可以设置为n个，此时所述胶粘剂的固化收缩率s的计算公式为

技术总结
本发明提供了一种室温固化胶粘剂的固化收缩率实验测量方法，可对室温固化型胶粘剂进行长时间室温固化并获得其固化收缩率。所述方法包括以下步骤，第一步，制作胶粘剂的实验样件，置于室温环境中至完全固化；第二步，测量固化后胶柱上下表面形貌的点云数据；第三步，重构胶柱固化前、后的三维几何模型，计算固化前、后胶柱的体积；第四步，计算胶粘剂的固化收缩率。本发明实现了室温固化型粘接剂固化收缩率的测量，方法简易，可适用于不同尺寸、不同材料、不同界面状态等胶粘工况下固化收缩率的测量。本发明为精密仪表胶接装配过程中装配应力研究提供关键参数。

技术研发人员：熊健,张之敬,萨仁其木格,陈骁,苏亮,李二波
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12